首次進行蠑螈全基因定序,結果有助於研究蠑螈獨特的再生能力來源

作者 | 發布日期 2018 年 01 月 20 日 0:00 | 分類 生物科技 , 自然科學 , 醫療科技 follow us in feedly

瑞典卡羅琳學院(Karolinska Institutet)對歐非肋突螈(Iberian ribbed newt)這種蠑螈的基因組進行定序,研究者對該物種基因定序結果初步分析後,發現其中一類型的基因可能就是造就蠑螈能再生複雜組織構造與肢體部位能力的基因,這項研究已於日前發表於科學期刊《Nature Communications》。



這項研究是科學家首次對蠑螈進行全基因定序,定序結果可為未來一系列研究提供重要材料,包含像是研究兩棲類腦神經以及身體部位的再生能力。

研究團隊已在定序出來的基因中找到一組表達量大的微核糖核酸(microRNA),這種 microRNA 在哺乳類動物體內主要存在胚胎幹細胞與腫瘤細胞。帶領研究團隊進行這項研究的 András Simon,是卡羅琳學院細胞於分子生物學系的教授,他認為找到成體生物重新活化胚胎基因的機制,是一件令人振奮的事,而現在研究者需要對 microRNA 分子進行功能性研究,以了解它們在再生過程中扮演的角色。這些研究和癌症細胞的關聯也是非常有趣的部分,尤其蠑螈又是一種被認為特別不易生成腫瘤的生物。

雖然在蠑螈基因中找到大量在幹細胞裡表達的 microRNA 基因是非常新奇的發現,但光這樣並不足以完整解釋蠑螈的再生能力。Simon 教授預期,他們之後或許能在蠑螈基因中,找到專屬於該物種的一組獨特基因,從中找到蠑螈再生能力的來源,再進一步研究這些基因如何與其他常見的基因,共同互相調節控制再生過程。

幫助發展人類再生醫學

蠑螈的基因在這之前一直沒有定序,其中一個重要原因就是太大了,譬如這項研究的對象歐非肋突螈基因,是人類全基因的六倍之大,蠑螈基因的龐大使定序變得困難,是對技術與方法的一大挑戰。

Simon 教授表示,由於直到現在技術進步,才發展到足以掌握這樣龐大基因組的定序,但其實每個 DNA 序列的定序並不用耗費太多時間,真正耗時間的是在定序之前將基因複製放大的過程。

這項研究的第一作者、博士後研究員 Ahmed Elewa 表示,研究團隊在進行這項研究時都了解挑戰性,但也因這挑戰性讓主題更有趣。研究團隊現正與其他研究者合作,希望能在解出的蠑螈基因序列中發現更多有用的訊息,並透過系統生物學技術與哺乳類基因比對,以驗證新的假設。

Simon 教授表示,他們十年前就已發現蠑螈能在 4 週內再生因帕金森氏症死亡的所有類型細胞,現在他們能更深入研究其中的分子機制。雖然這項研究屬於離應用還有一段距離的上游基礎研究,但這些研究成果有望在未來幫助發展人類再生醫學技術與策略。

(首圖來源:Flickr/belgianchocolate CC BY 2.0)